一种滞后性pH控制装置及控制方法 |
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| 申请号 | CN201610092695.X | 申请日 | 2016-02-19 | 公开(公告)号 | CN105603467A | 公开(公告)日 | 2016-05-25 |
| 申请人 | 金川集团股份有限公司; | 发明人 | 金岩; 潘勇; 孙渊君; 卢建波; 冯建华; 赵重; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种滞后性pH控制装置及控制方法，该装置包括反应釜，反应釜内设有液位计，反应釜的顶部设有反应液输入管道和酸液添加管道，酸液添加管道与酸液高位槽相连，反应釜底部设有溶液输出管道，酸液添加管道上设有酸液流量调节 阀 ，溶液输出管道的末端设有pH计，pH计、酸液流量调节阀、液位计与PLC相连。本发明解决了在除 铜 剂的生产过程中由于管道流量的 波动 、反应釜中局部溶液混合的不充分且为动态系统而引起的pH控制滞后的问题，能实现根据反应釜中液面的变化精确控制酸液添加的流量，达到精确控制反应溶液pH值的目的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种滞后性pH控制装置，包括反应釜（4），其特征在于：所述反应釜（4）内设有液位计（5），所述反应釜（4）的顶部设有反应液输入管道（9）和酸液添加管道（10），所述酸液添加管道（10）与酸液高位槽（1）相连，所述反应釜（4）底部设有溶液输出管道（11），所述溶液输出管道（11）的末端设有pH计（8），所述酸液添加管道（10）上设有酸液流量调节阀（2），所述酸液流量调节阀（2）、pH计（8）、液位计（5）与PLC（6）相连。 |
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| 说明书全文 | 一种滞后性pH控制装置及控制方法技术领域背景技术[0002] 在镍电解的生产过程中，镍电解液需要进行除铜处理，而在除铜反应过程中由于体系的pH对反应的效果起到决定性的影响，所以要求体系的pH值维持在恒定的水平，因此在除铜反应进行前需要对镍电解液的pH进行精确控制。镍电解液在进入除铜反应过程前的pH值较高，一般采用硫酸对pH进行调节。在实际生产工艺中，一方面受上一道过滤工序的影响，进入除铜反应过程前pH调节反应釜的镍电解液流量不是稳定值，出液量为恒定值，体系流量的变化使pH的调节存在滞后性，这增加了pH的控制难度；另一方面pH调节反应釜的生产是一个连续过程，除pH调节反应釜在进液的同时存在出液，并且pH调节反应釜的体积比较大，反应体系的滞后性较大，进一步增加了pH的控制难度。基于上述原因，进入除铜反应液的pH难以控制在所要求的恒定值。由于进入pH调节反应釜的镍电解液的流量是逐渐变小的，因此，用于输送镍电解液的管道存在不满管现象，流量计在不满管情况下计量误差较大，这使得难以通过计算镍电解液流量的方式来确定硫酸加入量。目前的操作方法通过pH计直接和硫酸调节控制阀关联，通过pH设定值来调节硫酸加入的阀门开度，进而控制硫酸加入量，但这种方法难以解决pH调节控制滞后性的问题，除铜反应液的pH值仍然不能达到精确控制。 发明内容[0003] 本发明的目的是为了解决现有技术中的技术问题，提供一种能实现根据反应釜中液面的变化精确控制酸液添加的流量，精确控制反应溶液pH值的滞后性pH控制装置。 [0004] 本发明的另一个目的是为了提供一种滞后性pH控制装置的控制方法。 [0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种滞后性pH控制装置，包括反应釜，所述反应釜内设有液位计，所述反应釜的顶部设有反应液输入管道和酸液添加管道，所述酸液添加管道与酸液高位槽相连，所述反应釜底部设有溶液输出管道，所述酸液添加管道上设有酸液流量调节阀，所述溶液输出管道的末端设有pH计，所述pH计、酸液流量调节阀、液位计与PLC相连。 [0007] 进一步地，所述溶液输出管道上设有溶液输出截止阀。 [0008] 进一步地，所述液位计为雷达液位计。 [0009] 一种滞后性pH控制装置的控制方法，包括以下步骤：A、初次生产或检修后重新开工时，在PLC中预先依次设置酸液的浓度、反应液的浓度及流量、溶液输出管道流量和目标溶液的pH值； B、反应液和酸液高位槽的酸液分别通过反应液输入管道和酸液添加管道进入反应釜内，反应液和酸液在反应釜内反应后通过溶液输出管道流出，pH计将检测的结果实时反馈到PLC中； C、PLC根据pH计设定的目标值对酸液流量调节阀的阀门开度进行调整，直到pH计反馈的测定值与设定的目标值相等时结束调节，此时酸液流量调节阀初始开度维持为一定值,切换至正常生产工序； D、正常生产时，液位计将反应釜内的液位信息反馈到PLC中，PLC计算得出液位变化结果，当进入反应釜内的溶液量大于出液量时，液位变化值△L为正值，当进入反应釜内的溶液量和出液量相等时，△L为零，当进入反应釜内的溶液量小于出液量时，△L为负值，PLC通过调节找出酸液流量调节阀的阀门开度和液位变化值△L的关系，并由PLC拟合得到控制公式； E、PLC根据控制公式计算出酸液流量调节阀的阀门开度，并不断地自动控制酸液流量调节阀调至相应的开度。 [0010] 本发明相对现有技术具有以下有益效果：本发明根据反应釜内溶液液位变化来调节酸液的加入量，可以克服pH调节的滞后性影响，酸液加入量通过酸液流量调节阀控制，酸液流量调节阀的阀门开度和液位变化相关联，并建立比值对应关系，pH计预先设定需要控制的pH值，在初次生产或检修后重新开工时，反应釜进液和出液量都维持恒定，PLC根据pH计的设定值对酸液流量调节阀的开度进行调整，直到pH测定值和设定值结果一致，此时酸液流量调节阀的阀门开度维持为一定值MV0，此时切换至正常生产工序，正常生产时，由于上道过滤工序的影响，进入反应釜的反应液流量会逐渐变小，这会造成反应釜内液位产生变化，控制中将液位变化值定为△L，当进入反应釜的溶液量大于出液量时，△L为正值，当进入反应釜的溶液量和出液量相等时，△L为零，当进入反应釜的溶液量小于出液量时，△L为负值，PLC通过调节找出酸液流量调节阀的阀门开度和△L的关系，进而在原阀门开度MV0的基础上进行相应的增大，不变或减小，最终确保pH值稳定控制在设定值。本发明解决了在除铜剂的生产过程中由于管道流量的波动、反应釜中局部溶液混合的不充分且为动态系统而引起的pH控制滞后的问题，达到精确控制反应溶液pH值的目的。附图说明 [0011] 图1为本发明的结构示意图。 [0012] 本发明附图标记含义如下：1、酸液高位槽；2、酸液流量调节阀；3、反应液输入截止阀；4、反应釜；5、液位计；6、PLC；7、溶液输出截止阀；8、pH计；9、反应液输入管道；10、酸液添加管道；11、溶液输出管道。 具体实施方式[0013] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。 [0014] 如图1所示，一种滞后性pH控制装置，包括反应釜4，反应釜4内设有液位计5，液位计5为雷达液位计，用于检测反应釜4内液面高度，反应釜4的顶部设有反应液输入管道9和酸液添加管道10，反应液输入管道9上设有反应液输入截止阀3，用于维护时关闭反应液输入管道9，酸液添加管道10与储存有酸液的酸液高位槽1相连，反应釜4底部设有溶液输出管道11，溶液输出管道11上设有溶液输出截止阀7，用于维护时关闭溶液输出管道11，溶液输出管道11的末端设有pH计8，用于检测反应釜4内溶液的pH，酸液添加管道10上设有酸液流量调节阀2，酸液流量调节阀2、pH计8、液位计5与PLC 6相连。 [0015] 初次生产或检修后重新开工时，在PLC6中预先依次设置酸液的浓度、反应液的浓度及流量、溶液输出管道流量和目标溶液的pH值；反应液和酸液高位槽1的酸液分别通过反应液输入管道9和酸液添加管道10进入反应釜4内，反应液和酸液在反应釜4内反应后通过溶液输出管道11流出，pH计8将检测的结果实时反馈到PLC 6中；PLC 6根据pH计8设定的目标值对酸液流量调节阀2的阀门开度进行调整，直到pH计8反馈的测定值与设定的目标值相等时结束调节，此时酸液流量调节阀2初始开度维持为一定值,切换至正常生产工序；正常生产时，液位计5将反应釜4内的液位信息反馈到PLC 6中，PLC 6计算得出液位变化结果，当进入反应釜4内的溶液量大于出液量时，液位变化值△L为正值，当进入反应釜4内的溶液量和出液量相等时，△L为零，当进入反应釜4内的溶液量小于出液量时，△L为负值，PLC 6通过调节找出酸液流量调节阀2的阀门开度和液位变化值△L的关系，并由PLC 6拟合得到控制公式MV= MV0 ＋K·△L·100% MV——酸液流量调节阀开度(%)； MV0——酸液流量调节阀初始开度 △L——单位时间内反应釜液位高度变化(m)； k——关系系数。 [0016] 根据上述拟合出的公式计算出酸液流量调节阀2的阀门开度，PLC 6不断地自动控制酸液流量调节阀2调至相应的开度，进而保持pH计8的测定值和设定值保持一致，从而达到准确控制反应釜4内溶液pH值的目的。 |
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